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DEYVID HENRIQUE BRAGA
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SECAGEM DO RESÍDUO INDUSTRIAL DO DESPOLPAMENTO DE ACEROLA (Malphigia spp.) EM LEITO DE JORRO.
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Data: 16-dic-2022
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A acerola é uma fruta típica das Américas e de forte incidência no Brasil, país que se destaca na produção, consumo e exportação do fruto. Sua cadeia agroindustrial envolve, em grande parte, o despolpamento dos frutos, que geram, um resíduo composto majoritariamente de sementes bem como cascas e bagaço. Esse resíduo além de ser bastante nutritivo apresenta substâncias com potencial antioxidante, como os compostos fenólicos, que trazem inúmeros benefícios à saúde humana. Ademais, do ponto de vista econômico e ambiental, viabilizar o aproveitamento desse resíduo, que representa um grande volume no processamento do fruto, é uma alternativa para o desenvolvimento de um processo mais eficiente e sustentável. No entanto, esse tipo de resíduo contém alta umidade o que contribui para sua rápida deterioração e, por isso, é essencial que este seja submetido a um processo de secagem, que tem como função reduzir a atividade de água, permitindo assim, prolongar a vida útil do resíduo, para um posterior aproveitamento por exemplo, na produção de farinhas. Uma das alternativas é a secagem em leito de jorro, equipamento que se destaca pelas altas taxas de transferência de calor e massa o que contribui para uma redução de umidade de forma eficiente. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo o estudo da secagem do resíduo de despolpamento de acerola em leito de jorro, analisando-se o desempenho do equipamento e a influência do processo nas características do produto final. Serão realizadas análises de compostos fenólicos, Vitamina C e captura do radical livre DPPH e será feita a caracterização física do resíduo por meio da medição das seguintes propriedades: diâmetro médio, esfericidade, densidade aparente e bulk e bulk compactada, porosidade bulk, peso de mil sementes, umidade e ângulo de repouso. Experimentos de secagem serão realizados em um leito de jorro convencional variando-se os parâmetros: temperatura do ar, vazão do ar e porcentagem de mistura. Os resultados apontaram eficiência na secagem do material em leito de jorro, bem como um material menos degradado ao final, se comparado com a secagem em estufa, no que diz respeito aos compostos bioativos.
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GABRIEL PEDROSO DE LIMA ALEXANDRE
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AVALIAÇÃO DO USO DA RADIAÇÃO INFRAVERMELHO NA SECAGEM EM CAMADA DE ESPUMA DA POLPA DE JABUTICABA (Plinia sp.)
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Data: 25-nov-2022
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A jabuticaba é uma fruta nativa do Brasil a qual é apreciada pelo seu sabor, gosto doce e ligeiramente ácido. Em “in natura”, a jabuticaba apresenta elevada perecibilidade que implica baixa vida útil. Deste modo, aplica-se a secagem para diminuir a umidade, resultando em aumento da vida útil e possibilitando a oferta em períodos entressafras de produtos derivados da jabuticaba. A técnica de secagem em camada de espuma (SCE) tem sido aplicada a diversos alimentos. No presente estudo, a SCE foi proposta para secar polpa de jabuticaba (PJ) na forma de espuma aplicando o ar aquecido (AQ), método convencional, para um tipo de secagem e a radiação infravermelho (IV) para outra. O objetivo foi avaliar a cinética de secagem de ambas as secagens, bem como os efeitos ocasionados às propriedades físicas e no teor de antocianinas totais (Ant) do pó de polpa de jabuticaba (SJ) obtido. Os parâmetros avaliados foram a temperatura (T) (50; 60; e 70 °C), a velocidade (v) (0,5; 1,0; e 1,5 m.s-1) do ar aquecido, para o método convencional e a potência radiação IV (90; 130; e 170 W) e a velocidade do ar (0,5; 1,0; e 1,5 m.s-1) para o método empregando IV. A metodologia de superfície de resposta foi empregada para avaliar as condições em relação ao tempo de secagem (ts), à atividade de água (aw), ao conteúdo de Ant e à difusidade efetiva (Def). ts menores foram obtidos utilizando elevadas temperaturas e baixas velocidades no caso da SCE AQ, e elevadas potências da radiação IV e baixas velocidades para a SCE IV. O modelo de Page foi o que melhor se ajustou para ambos os métodos secagem. A taxa de secagem foi maior para a SCE IV em relação à SCE AQ. Observou-se somente o período de taxa decrescente para ambos os métodos de secagem. O aumento simultâneo da T e v ocasionou aumento do ts. A aw foi reduzida ao elevar a T e diminuir a v. Elevar a T favoreceu a degradação do conteúdo das antocianinas, enquanto aumentar a v ocasionou menor degradação. A Def foi aumentada ao elevar a T de 50 para 70 °C. Para a SCE IV, observou-se que elevar a potência IV ocasionou redução do ts e favoreceu a degradação do conteúdo das Ant, enquanto a aw a Def aumentaram. O aumento da v acarretou aumento do ts, aw, não favoreceu a degradação das Ant, porém diminuiu a Def. O SJ obtido pela SCE AQ apresentou maior densidade bulk, tapped e diferença total de cor (p 0,05) em relação ao SJ obtido pela SCE IV que, por sua vez, apresentou maior densidade de partícula (p 0,05). Ambos os métodos de secagens conferiam elevada porosidade ao SJ, fluidez e coesividade razoáveis, índice de escurecimento acima de 90% e índice de brancura aproximadamente 21%.
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MARIANA OLIVEIRA MENDES
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DESENVOLVIMENTO DE UM CRIOGEL DE TROCA IÔNICA PARA CAPTURA DAS PROTEÍNAS DAS FOLHAS DA ORA-PRO-NOBIS (Pereskia aculeata Miller)
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Data: 30-jun-2022
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O desenvolvimento de novas matrizes adsorventes macroporosas que permitem separar e purificar moléculas mantendo sua bioatividade tem despertado o interesse de muitos pesquisadores. Diante do exposto, foi desenvolvido um criogel poroso de poliacrilamida através da criopolimerização com alil glicidil éter (AGE) e funcionalizado com ácido glutâmico (criogel-AG) para ser utilizado como um ligante de troca iônica em estudos de adsorção das proteínas das folhas da ora-pro-nobis (FOPN). O criogel-AG apresentou poros interconectados com tamanho variando na faixa de 6–75 μm, capacidade de intumescimento de 14,113 ± 0,867 g g-1 e grau de expansão de 1,569 ± 0,058, boa resistência térmica e mecânica, não apresentando diferenças significativas dos criogeis puros. Dentre os pH estudados, em pH 5,5 o criogel se comportou como um trocador anfótero, apresentando cargas superficiais positivas e negativas. Nessa condição, houve uma maior adsorção das proteínas das FOPN. As isotermas de adsorção foram medidas a 8 ºC, 15 °C, 25 ºC e 35 °C variando as concentrações de extrato (FOPN) e tampão (fosfato de sódio 0,025 mol L-1), respectivamente, (1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:6, 1:8 e 1:10) em pH 5,5. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram ajustados aos dados de equilíbrio, com capacidade máxima de adsorção de 60 mg g-1 a 8 ºC, 68 mg g-1 a 15 °C, 102 mg g-1 a 25ºC e 168 mg g-1 a 35 °C, todos para a concentração de extrato e tampão 1:1, e a análise termodinâmica baseada na relação de Van't Hoff mostrou que o processo foi espontâneo, conduzido entalpicamente, além de apresentar comportamento endotérmico. Os resultados mostram que o criogel-AG é uma matriz promissora para uso em processos de captura de proteínas por troca iônica.
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AMANDA APARECIDA DE LIMA SANTOS
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ESTUDO EXPERIMENTAL E DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA SECAGEM DE SEMENTES DE MAMÃO EM LEITO DE JORRO
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Data: 10-may-2022
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O mamão papaia e formosa são amplamente cultivados no Brasil para seu comércio como fruta fresca, na produção de geleias, doces, entre outros. Nos seus processamentos há geração de grande quantidade de sementes que possuem como destino o descarte. Ao se tratar de desenvolvimento sustentável, a utilização das sementes poderá contribuir com este, visto que elas podem ter grande utilidade em indústrias farmacêuticas, alimentícias e cosmética advinda do óleo das sementes que possui alto valor agregado graças a presença de ácidos graxos como o oleico, linoleico, esteárico e palmítico. No entanto, esse resíduo pode conter alta umidade o que contribui para sua degradação rápida e, devido a isso, é importante que ele passe por uma etapa de secagem. Essa operação pode ser realizada em um leito de jorro, equipamento que se destaca pelas suas altas taxas de transferência de massa e calor que contribuem para uma redução satisfatória da umidade das partículas. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi investigar experimentalmente a secagem de sementes de mamão em uma unidade piloto de leito de jorro. Além de estabelecer correlações empíricas para a previsão da taxa de secagem da semente de mamão em função dos parâmetros velocidade e temperatura do ar, bem como encontrar a condição ótima para a secagem dentre as condições estudadas. Também foram realizadas simulações computacionais para investigar as características do escoamento no interior do leito, de forma a complementar os resultados experimentais. Primeiramente, foi feita a caracterização físico-química das sementes de mamão. Após isso, foram realizados experimentos de secagem em leito de jorro variando-se a temperatura e velocidade do ar. Ademais, com o auxílio de técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) foram realizadas simulações do escoamento no interior do leito. Como resultados, alcançou-se uma remoção de umidade satisfatória das sementes, além da obtenção de um maior entendimento da operação de secagem em leito de jorro proporcionado pelos resultados experimentais e das simulações.
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RHINERY BEATRIZ ROCHA BORGES
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MÉTODOS PARA MINIMIZAR PERDAS DE QUALIDADE DE ACEROLA E JABUTICABA: IMERSÃO EM CaCl2, CONGELAMENTO E LIOFILIZAÇÃO.
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Data: 28-abr-2022
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A acerola e a jabuticaba, apesar de não serem frutas parecidas, foram escolhidas para a realização deste estudo por ambas serem sazonais, possuírem tamanhos próximos, produção forte no Brasil, perecíveis e devido à necessidade de aplicação de métodos de conservação para prolongar a qualidade pós colheita. Além disso, sabe-se que algumas frutas são consumidas com casca como no caso, a acerola e outras sem casca como a jabuticaba, diante disso, o objetivo deste trabalho foi observar o efeito da taxa de congelamento (lento e rápido), avaliando algumas características da acerola (representando as frutas consumidas com casca) e da jabuticaba (representando as frutas consumidas sem casca), utilizando diferentes tratamentos. Acerola e jabuticaba foram submetidas a tratamentos por infusão em cloreto de cálcio, congelamentos em temperaturas distintas (congelamento lento em freezer e congelamento rápido em ultra freezer) e liofilização. Foram realizadas análises físico químicas, colorimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), comportamento reológico (jabuticaba) e resistência a perfuração (firmeza). De acordo com os resultados, para ambas as frutas, o melhor tratamento foi o congelamento rápido com relação a cor; a combinação do congelamento rápido e liofilização apresentaram resultados mais satisfatórios dentre os parâmetros analisados, sendo que a infusão em cloreto de cálcio não interferiu de forma significativa. O comportamento reológico para a polpa de jabuticaba mostrou que a Lei da potência e o modelo de Hershell-Bulkley foram os modelos que melhores ajustaram aos dados, caracterizando o fluido como não Newtoniano pseudoplástico.
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FERNANDA MARIA DE SOUSA
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FORMULAÇÃO E TESTES DE FUNCIONALIDADE DE BEBIDA SIMBIÓTICA A BASE DE POLPA DE CAFÉ, AMÊNDOAS DE JERIVÁ E FARINHA DE YACON
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Data: 25-feb-2022
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A fermentação de extratos vegetais com probióticos tem sido cada vez mais investigada devido ao aumento na demanda por esse tipo de alimento pelo público vegano e flexitariano. O objetivo deste projeto foi otimizar o processo de fermentação de meio à base de extratos da polpa de café arábica (EPC), amêndoas do jerivá (EAJ) e farinha de yacon (FrY) com probióticos através da aplicação de uma estratégia sequencial de planejamentos: Plackett e Burman 12 (PB12) e Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Foram fermentados 50 mL de diferentes formulações com Lactobacillus rhamnosus e Bifidobacterium longum a 37ºC em anaerobiose, conduzidas até pH≈4,5, em triplicata. Após análise estatística do PB12, concluiu-se que, as variáveis independentes mais importantes foram EPC e FrY, devido aos efeitos significativos positivos que apresentaram na elaboração de um protótipo de bebida simbiótica fermentada em menor tempo (t≈20h), com bom crescimento celular (CrsLR/BL≈5LogUFC.mL-1), consumo de substrato (máxCART=68,032g/L e máxCAR=43,225g/L) e geração de produtos como exopolissacarídeos (máxPEPS=0,9g/L) e ácidos orgânicos (máxPAT= 1,08g/L). Os resultados do DCCR indicaram que as variáveis respostas Tempo; CrescTotal; CrescLR; CrescBL; CAT; PAT e Parâmetros de cor L*, a*, b* apresentaram bom ajuste do modelo a 95% de confiança (p<0,05). Buscando-se determinar os melhores protótipos trabalhou-se nas faixas que garantissem principalmente menores tempos de fermentação (8-15% FrY e 5% do EPC) e melhores contagens de células (8-15% de FrY e 5-23% de EPC). Através da validação dos modelos nessas condições, foi possível predizer o tempo de fermentação (em torno de 20h) e os CrescLR (em torno de 5,3 LogUFC.mL-1) e CrescBL (em torno de 5,02 LogUFC.mL-1). Da avaliação da produção de ácidos orgânicos por HPLC, foi detectado maior produção de ácido lático (g/L) (mín=2,8 e máx=5,4) frente ao ácido acético (g/L) (máx= 0,2 para o tratamento 2) ao tempo final de fermentação. Através da avaliação por Citometria de Fluxo pode-se comprovar a funcionalidade do produto graças a detecção de consideráveis concentrações de células vivas nos tratamentos passíveis de análise (38,8%; 45,76%; 38,85%; 48,45%; 34,35% e 44,7%) e consideráveis concentrações de células injuriadas e mortas (47,13%; 8,69%; 53,25%; 17,72%; 58,7; 8,7%) considerados pós probióticos. Pelos testes de funcionalidade notou-se haver boa resistência das bactérias láticas ao trato gastrointestinal nas primeiras 3 horas de digestão (8,1 LogUFC.mL-1) com queda drástica após 4 horas de digestão (5,5 LogUFC.mL-1) e a capacidade de aderência das células ao tecido linfóide associado ao intestino variaram de baixa a média capacidade. Conclui-se que a aplicação de planejamentos estatísticos experimentais é altamente eficaz na definição do melhor protótipo ao desenvolver uma nova bebida simbiótica elaborada a base de extratos vegetais, fermentada com as bactérias Lactobacillus rhamnosus e Bifidobacterium longum com potencial ação funcional ao organismo humano.
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YASMIM FERNANDA DA SILVA
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PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MICROPARTÍCULAS LIPÍDICAS CONTENDO FERRO PRODUZIDAS POR SPRAY CHILLING.
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Data: 21-feb-2022
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A deficiência de micronutrientes é um grande problema de saúde global, causado principalmente por dietas pobres em micronutrientes essenciais e a deficiência de ferro é o distúrbio nutricional mais prevalente no mundo. Para combater a desnutrição de micronutrientes, pode ser aplicada a estratégia fortificação de alimentos. No entanto, a fortificação direta de alimentos com ferro pode resultar em alterações organolépticas indesejáveis na cor, odor e sabor dos alimentos. Neste contexto, o uso de processos de encapsulação do ferro pode ajudar a evitar ou mascarar alterações sensoriais indesejadas em alimentos fortificados, ao mesmo tempo, reduzir a interação deste elemento com componentes alimentares e ainda aumentar a sua biodisponibilidade. Entre as diversas técnicas utilizadas para microencapsulação, spray chilling, também conhecido como spray cooling ou spray congealing, vem recebendo atenção especial devido às suas vantagens em relação às demais técnicas. O processo consiste na atomização de agentes encapsulantes, de fonte lipídica fundidos, em uma câmara de ar frio com temperatura inferior ao seu ponto de fusão para permitir a solidificação da matriz contendo o componente de interesse. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi produzir micropartículas de ferro encapsulados em matrizes lipídicas, utilizando a técnica de spray chilling e avaliar suas propriedades. Além disso, foram avaliadas formulações com diferentes proporções de cera de abelha e manteiga de cacau e submetidas ao estudo da liberação controlada do componente ativo em diferentes temperaturas. As micropartículas obtidas por spray chilling foram avaliadas quanto ao comportamento cristalino por DRX, rendimento, eficiência de encapsulação e morfologia de superfície por MEV. Os efeitos da temperatura em um sistema aquoso definido foram avaliados no perfil de liberação do ferro presente nas micropartículas, e a cinética de liberação das micropartículas foi avaliada usando os modelos de ordem zero, primeira ordem, Korsmeyer-Peppas e Higuchi. A liberação do ferro em um sistema simulado gastrointestinal também foi estudada. As micropartículas obtiveram valores de shortspacings que caracteriza hábitos polimórfico β’. O rendimento do processo variou de 73,74% a 75%. A eficiência da microencapsulação obteve valor médio de 75,21%. As micrografias mostraram que as superfícies das micropartículas que contem manteiga de cacau apresentaram formas irregulares, aglomeradas e de tamanho variado. A menor liberação do ferro foi observada no tratamento 2. O mecanismo de liberação observado na cinética de liberação, foi a difusão e relaxamento, e o modelo que melhor se ajustou foi o de ordem zero com valores de R² variando de 95,8 a 98,7 em todas temperaturas. Os tratamentos que tiveram maiores resistência a solução simulada gástrica foram os tratamentos 2 e 3. As micropartículas carregadas com sulfato de ferro produzidas por spray chilling mostraram-se como uma técnica promissora para encapsular este composto.
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MARIA LUIZA BIANCHETTI FURTADO
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EXTRAÇÃO DE SÓLIDOS SOLÚVEIS DA SEMENTE DE ROMÃ (Punica granatum L.) UTILIZANDO SOLVENTES ALTERNATIVOS E MISTURAS
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Data: 16-feb-2022
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Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a extração de óleo de semente de romã e compostos bioativos utilizando diferentes solventes. O primeiro passo foi à caracterização das sementes, os resultados mostram que as sementes apresentam elevadas concentrações óleos e conteúdo fenólicos. As sementes após serem caracterizadas foram submetidas a processos de extrações utilizando solventes puros (etanol, isopropanol, acetona e acetato de etila) em três diferentes temperaturas (35ºC, 45ºC e 55ºC) com a finalidade de calcular os parâmetros termodinâmicos da extração resultados obtidos nesta etapa mostraram que o solvente etanol apresentou maiores rendimentos de extrações de sólidos solúveis. As análises termodinâmicas dos dados mostram que as ΔH foram positivas para o etanol, acetona e acetato de etila e negativa para o isopropanol as ΔS foram positivas para o etanol, acetona e acetato de etila e negativo para o isopropanol e ΔG foram negativas para todos os processos indicando que os processos são espontâneos, endotérmicos utilizando etanol, acetona e acetato de etila e o processo é exotérmico quando utilizado o isopropanol. A terceira parte do estudo abordou a otimização dos processos de extrações da semente utilizando etanol como solvente, para este fim foi realizado um delineamento compostos central rotacional (DCCR) avaliando os efeitos das variáveis independentes concentrações dos solventes (acetona e acetato de etila) e temperatura nas variáveis respostas, o resultado mostrou que a adição dos solventes e o aumento da temperatura não tiveram efeito significativo a 5% no rendimento de extrações de sólidos solúveis e no conteúdo fenólico. Por meio dos resultados obtidos, pode-se demonstrar que as sementes de romã possuem um conteúdo de óleo significativamente elevados, sendo necessário estudos utilizando de extrações alternativas e diferentes solventes, com a finalidade de agregar valor a um resíduo agroindustrial.
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ANÔMORA ARIANE ROCHIDO DOS SANTOS COTTA
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ESTUDOS TERMODINÂMICO E BIODEGRADAÇÃO DE EMBALAGENS A BASE DE AMIDO DE MANDIOCA E AGENTES NATURAIS ANTIOXIDANTES.
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Data: 14-feb-2022
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O uso de materiais à base de petróleo e suas técnicas atuais de processamento têm causado problemas relacionados aos nossos recursos finitos e ao meio ambiente. Como alternativa, os cientistas vêm desenvolvendo novas tecnologias, como as embalagens biodegradáveis ativas derivado de polímeros de fontes naturais e agentes naturais antioxidantes, com o intuito de minimizar os problemas gerados através das embalagens de origem fósseis e de fontes químicas toxicas. O objetivo deste trabalho é realizar estudos físicos e termodinâmicos de embalagens biodegradáveis ativas a base de amido de mandioca e agentes naturais antioxidantes (licopeno). Esta pesquisa foi dívida em duas etapas. Na primeira etapa foi estudado a biodegradação das embalagens no solo, onde as amostras foram colocadas em uma tela de plástico, inseridas no solo em uma profundidade de 4 cm por tempo aproximado de 18 dias. A biodegradação dos filmes foi determinada através de análises de Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise visual. A segunda etapa é referente a determinação das isotermas de sorção de água e dos parâmetros termodinâmicos. As isotermas de sorção de água descrevem a relação entre a atividade de água e o conteúdo de umidade de equilíbrio do material a uma temperatura constante, sendo representada graficamente. Já os parâmetros termodinâmicos indicam informações sobre a estabilidade das embalagens, bem como sobre a espontaneidade ou não do processo de adsorção de água. Para a obtenção das isotermas de sorção de água e das propriedades termodinâmicas, as embalagens foram analisadas em diferentes condições de temperatura variando de 5ºC, 15ºC, 25ºC em diferentes soluções salinas até as amostras atingirem um peso constante. Após atingir o equilíbrio, foi possível determinar o teor de umidade absorvida e as propriedades termodinâmicas das embalagens. Com o desenvolvimento desta dissertação, foi verificador a biodegradação das embalagens através de observações visuais e analise de FTIR. O efeito é observado através de diferentes aspectos presentes na embalagem, como o caráter rugoso da superfície do filme, a formação de buracos ou rachaduras, fragmentação, mudanças na coloração ou pela variação de massa devido a interação com a atmosfera imposta. Além disto, a biodegradação pode causar mudanças na estrutura dos filmes que foi observada pelo FTIR. Para as análises de isoterma de sorção de água o melhor ajuste matemático que permita estimar os valores de umidade da monocamada (Xm) com o aumento da temperatura foi o modelo de GAB. Por fim, através das análises termodinâmicas foi possível visualizar uma visão detalhada da interação na interface da água com as embalagens.
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